青藏高原糯青稞waxy基因研究
批准号:
31101150
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
潘志芬
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
李竹林、鲁璐、高丽鹃、顾楠
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中文摘要
糯青稞(糯裸大麦)具有β- - 葡聚糖含量高、食用口感好、酿酒能耗低等优势,已受到广泛关注。Waxy基因突变是形成糯青稞的重要分子基础,我国对此研究晚,waxy基因突变的分子机制尚不清楚。本课题组已从大量青藏高原青稞中筛选到直链淀粉含量为3.2-15%的糯青稞资源,并对部分材料waxy基因结构和Wx蛋白进行了初步研究,显示我国糯青稞的waxy基因突变有很大差异。本项目针对这waxy突变差异,企图揭示是否存在独特的分子机制及是否有多个不同功能的waxy等位基因等问题,以基因结构-表达mRNA-表达产物差异为研究主线,结合分子生物学和生物化学的理论与技术,研究不同糯青稞的waxy基因结构及mRNA表达差异、胚乳发育不同时期Wx蛋白含量、酶活性以及不同突变体淀粉特性的差异,探索我国糯青稞waxy位点突变的分子机理,发掘不同功能的waxy新基因,为我国及世界糯大麦的选育提供材料和理论基础。
英文摘要
直链淀粉合成主要由Waxy基因所控制。对34份青稞的Waxy基因全长序列进行了克隆,对其DNA序列的多态性、RNA转录、GBSSI表达差异进行及淀粉特性进行研究。共发现了116个DNA序列的多态位点,可将供试材料分为Waxy I和Waxy II两类,11个单倍型。编码区共发现32个多态位点,其中5个单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)对Waxy基因的表达、直链淀粉的含量及淀粉特性具有重要作用。无直链淀粉的糯青稞Z999的第10外显子上的碱基G3935突变为T,但表现出较高的RNA转录水平和蛋白水平。无直链淀粉的材料Z1191中的第5外显子上的碱基C2453突变为T,导致多肽链中终止子提前,从而RNA转录和蛋白表达水平急剧下降。另三个SNP全都位于材料Z1337的第7外显子中,其表达水平及其他淀粉特性无特殊差异,但淀粉的崩解值极低。非编码区共发现了84个多态位点。其中在材料Z1979的5’非编码区中发现了一段403 bp的缺失,该缺失片段与低表达水平和低直链淀粉含量有关。此外,Waxy I类型中位于内含子1和外显子2中的一段191bp和15bp的插入,可能与高转录水平紧密相关,并且Waxy I类型与Waxy II类型相比较表现出独特的淀粉特性。总之,本研究揭示了在研究材料中存在三种主要的Waxy基因影响淀粉特性的分子机制:(1)Waxy基因中大片段缺失(5’UTR区约400bp的缺失、内含子1中约190bp的缺失)使该基因的表达下调,降低直链淀粉的含量,继而影响淀粉的功能;(2)Waxy基因中外显子关键SNP位点突变(C2453 – to – T或G3935– to – T)使该基因不表达或表达产物失活,从而形成无直链淀粉的糯青稞;(3)Waxy基因中外显子关键SNP位点突变不影响基因的表达和直链淀粉的合成,可能影响支链淀粉的结构从而改变淀粉特性。针对G3935– to – T SNP突变位点,开发了经济高效分子标记。结果表明Waxy基因多态性对青稞直链淀粉的合成和淀粉特性的差异具有重要影响,为各种具有不同淀粉特性的青稞材料的选育和加工提供了理论指导、材料基础和技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2012
期刊:作物学报
影响因子:--
作者:高丽鹃;潘志芬;尼玛扎西;唐亚伟;曾兴权;李俏;邓光兵;龙海;余懋群
通讯作者:余懋群
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry
影响因子:--
作者:Deng Guangbing;Long Hai;Li Zhongyi;Deng Xiaoqing;Liang Junjun;Tang Yawei;Zeng Xingquan;Nyima Tashi;Maoqun Yu;
通讯作者:
span style=font-family:; roman,serif;font-size:12pt;= new= times=The effect of wide variation of the Waxy gene on starch properties in hull-less barley from Qinghai-Tibet Plat
Waxy基因大变异对青藏高原去壳大麦淀粉特性的影响
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry
影响因子:6.1
作者:Deng Guangbing;Long Hai;Li Zhongyi;Deng Xiaoqing;Liang Junjun;Tang Yawei;Zeng Xingquan;Nyima Tashi;Maoqun Yu
通讯作者:Maoqun Yu
Transcriptome assembly and analysis of Tibetan Hulless Barley (Hordeum vulgare L. var. nudum) developing grains, with emphasis on quality properties.
西藏大麦(Hordeum vulgare L. var. nudum)发育谷物的转录组组装和分析,重点关注品质特性
DOI:10.1371/journal.pone.0098144
发表时间:2014
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Chen X;Long H;Gao P;Deng G;Pan Z;Liang J;Tang Y;Tashi N;Yu M
通讯作者:Yu M
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